Les robots industriels et les avantages de leur mise en œuvre en production, l'importance de la robotique

Le monde devient de plus en plus numérique et progressif. Cela peut être jugé, par exemple, par le fait que le nombre de robots installés dans l'industrie à travers le monde a plus que triplé au cours des dix dernières années.

La robotique est un nouvel outil de mécanisation complexe et d'automatisation de la production, technologie des dernières générations, offrant la plus grande efficacité.

Robotique est une nouvelle direction scientifique et technique complexe, comprenant le développement, la création et l'utilisation manipulateurs, robots et complexes technologiques robotiques, ainsi que les aspects organisationnels, socio-économiques et psychologiques qui nécessitent une nouvelle approche scientifique. Travaillant avec succès dans divers domaines, il prouve peu à peu ses atouts.

Automatisation robotique pour la productivité, la flexibilité et la sécurité

L'idée de remplacer le travail humain par des machines est connue depuis l'Antiquité.Le robot industriel est une étape supplémentaire dans le développement d'une automatisation flexible pour optimiser la production, avec la capacité non seulement de répéter en continu les mêmes opérations avec une précision garantie, mais aussi avec la possibilité d'une reprogrammation simple en cas de changement du programme de production de l'utilisateur. .

Le concept commence par de simples postes de travail, où le robot est équipé d'un positionneur pour placer les corps et positionner les pièces dans deux stations ou plus, jusqu'à l'ensemble de la chaîne de production robotisée, où la fonction des corps, y compris le chargement et le déchargement des pièces, est contrôlée par robots.

Des aides importantes dans le monde de l'automatisation moderne sont aujourd'hui des systèmes d'assistance largement utilisés tels que des systèmes d'imagerie ou des caméras qui permettent aux robots de retirer et de manipuler de grandes pièces.

Or, la fiabilité des robots, leurs logiciels, leurs hautes performances et leur facilité d'utilisation sont des pré-requis indispensables au bon fonctionnement de ces dispositifs et systèmes.

Le niveau et les méthodes d'automatisation de la production dépendent de manière significative de son type et de son échelle, et si dans la production de masse et à grande échelle, l'utilisation de lignes automatiques est la plus justifiée, alors dans les séries moyennes, les petits lots et la production unique automatisation complexe rendu possible avec l'avènement des ordinateurs, des machines CNC et des robots industriels.

Sur le socle équipement technologique à commande numérique et assembler des robots industriels, des lignes multi-produits, des sections, des ateliers dits de fabrication automatisée flexible.

Le principe de base pour la construction de telles installations de production flexibles est la modularité.L'automatisation de la fabrication agile est passée du simple au complexe - conçue et mise en œuvre à l'origine modules de fabrication flexibles (PMM), sont construits sur leur base complexes de production flexibles (HPC) et enfin fabrication automatisée flexible (HAP).

Les robots de nouvelle génération sont plus faciles à installer et à programmer et en même temps plus faciles à communiquer entre eux

Leur développement ultérieur est la création d'une production automatique presque abandonnée, où la production automatisée flexible est complétée par la production conçue par ordinateur de produits manufacturés (CAO) et la préparation technologique de leur production, planification et contrôle de l'expédition (ACS).

L'unité structurelle principale des modules de production flexibles de toute complexité est complexes de technologie robotique (RTC), qui peut être constitué à partir d'un robot industriel assurant la maintenance individuelle ou groupée d'équipements annexes ou d'un cycle complet de traitement de produit (par exemple, le soudage), ou à partir de plusieurs robots industriels réalisant des opérations interconnectées.

La polyvalence de la plupart des robots industriels permet leur large utilisation dans le cadre de complexes technologiques robotiques pour différents types de production.

Les progrès de la technologie robotique entraînent l'utilisation croissante des robots

L'adoption intensive de la robotique industrielle aujourd'hui et à l'avenir est due à un certain nombre de raisons.

Tout d'abord, la création et l'introduction généralisée de robots et de manipulateurs industriels, qui permettent d'intensifier divers processus et opérations technologiques, d'exclure le recours à une main-d'œuvre manuelle peu qualifiée et monotone, en particulier dans des conditions difficiles, dangereuses et nocives pour les personnes. .

Dans les années à venir, l'industrie devrait assurer une augmentation significative de la production grâce à l'introduction de nouveaux types d'équipements et de technologies évolutives. Bien que la part du travail manuel dans l'industrie ait diminué, il y a encore aujourd'hui un million de travailleurs manuels dans le monde.

De nombreuses études sur les conditions de travail montrent qu'environ 30 % des travailleurs sont gênés par le bruit, 30 % doivent travailler selon un régime strictement réglementé, 25 % sont exposés à l'humidité, à la chaleur ou au froid, 20 % travaillent dans des positions physiquement inconfortables ou sous conditions de fumée et d'émanations. 20% sont contraints de faire de gros efforts physiques, et 15% travaillent la nuit.

Ces facteurs de stress agissent souvent en combinaison ; par conséquent, environ 40 % des travailleurs sont touchés simultanément par deux facteurs et environ 25 % par trois facteurs ou plus. En conséquence, l'introduction de la robotique permet une réduction significative de la proportion de travail manuel, lourd, nocif et fastidieux. (facteur social).

Les robots industriels peuvent effectuer des tâches qui auparavant ne pouvaient être effectuées que par des humains

De plus, la nature de la production a changé — environ 80 % des produits sont fabriqués en petits lots. Dès lors, l'automatisation de la production devient l'un des leviers essentiels pour augmenter la productivité du travail dans la petite production. (facteur économique).

La robotique vous permet de résoudre les problèmes de travail en deux et trois équipes, d'augmenter le facteur de charge de l'équipement et le rythme de son travail, d'améliorer la qualité des produits et de réduire leur coût, principalement dans la production à petite échelle.

Cela crée des conditions préalables pour passer à un niveau qualitatif nouveau - la création de systèmes de production automatisés flexibles qui permettent une reconfiguration rapide pour effectuer des opérations avec différentes séquences et nature d'actions et travailler avec une implication humaine minimale.

Il y a un rapprochement encore plus grand entre l'homme et la machine : ils travaillent de plus en plus main dans la main et sans barrière de protection.

Les principales caractéristiques techniques des robots industriels sont déterminées par le domaine d'application et les conditions de production auxquelles ils sont destinés.

La description et les caractéristiques des robots industriels modernes sont contenues dans les articles : Robots industriels dans la production moderne et Classification des robots industriels

Des études montrent que lorsqu'il est utilisé dans certaines opérations, un robot industriel, selon le quart de travail, remplace 1 à 3 travailleurs, augmente la productivité du travail de 60 à 80 % et réduit les coûts de préparation de la production de 45 à 50 %.

Lorsqu'ils sont utilisés en groupe, l'efficacité des robots industriels augmente fortement : la productivité augmente d'au moins 3 à 5 fois, et dans certains cas de 8 à 10 fois, les investissements en capital et les coûts de maintenance sont relativement réduits, l'intensité et le rythme de production sont décalés , augmentation de la qualité du produit, le nombre de rebuts est réduit.

L'industrie automobile ouvre la voie : elle utilise des solutions de fabrication intelligentes et des robots industriels au lieu des chaînes de montage qui dominent la fabrication traditionnelle depuis plus de 100 ans.

Parmi les domaines de réduction du travail manuel et physique lourd, outre les robots, une place importante est également attribuée aux appareils les plus simples — manipulateurscomme moyen de mécanisation complexe de la production.

En production, où il n'est pas nécessaire de protéger une personne de l'environnement et des chargements et déchargements fréquents d'équipements, les manipulateurs commandés par commande se sont généralisés, caractérisés par le fait que l'opérateur humain allume séquentiellement les entraînements de chaque lien séparément.

Ces manipulateurs robotiques sont les plus simples de conception, relativement peu coûteux et leur utilisation n'entraîne pas de changement dans le processus technologique, car ils s'intègrent facilement dans la technologie existante. Polyvalence, faible coût et grande efficacité dans les opérations de chargement et de déchargement sont leurs qualités distinctives.

Les robots manipulateurs modernes offrent de nouvelles opportunités dans le monde du travail

De nombreux types de travaux, notamment l'assemblage mécanique, la construction et la finition, le levage et le transport, le stockage et la réparation pourront être mécanisés dans un avenir proche exclusivement à l'aide de manipulateurs.

Selon les calculs, répondre aux besoins industriels en robots manipulateurs réduira le nombre d'ouvriers dans plus de 30 métiers : serruriers de 4 %, réparateurs de 3, emballeurs de 5, magasiniers de 2,5, transporteurs de 3 et chargeurs — de 5. %

Grâce à l'innovation des réseaux, de plus en plus de robots apparaissent dans des secteurs manufacturiers qui n'ont découvert que récemment l'automatisation. L'industrie alimentaire, l'industrie textile, l'industrie du bois et l'industrie du plastique en sont des exemples.

Jusqu'à récemment, l'utilisation de types standard de robots industriels s'accompagnait d'un certain nombre de mesures de sécurité et de prévention des accidents. A cet égard, un nouveau type de robots (robots collaboratifs), parfois appelés "cobots", est une solution tout à fait révolutionnaire.

La recherche et le développement de robots collaboratifs se sont concentrés dès le début sur la sécurité et en même temps sur la possibilité de son intégration dans des lignes de travail avec des opérateurs humains.

Même au cours de la dernière décennie, les robots industriels étaient sur la clôture. Mais ensuite il est apparu robots collaboratifs… L'essence du terme "coopération" signifie qu'il peut travailler avec des gens.

À quoi cela pourrait-il ressembler et pourquoi n'est-ce pas dangereux ? La conception du robot est telle qu'il a une puissance et un rendement limités, y compris une fonction qui arrête immédiatement le robot lorsqu'une collision est détectée, ce qui peut être fait de plusieurs manières. Dans de nombreuses applications, ce robot peut être utilisé sans protection de sécurité.

Aujourd'hui, les fabricants de robots peuvent proposer à leurs clients un type de robot répondant aux exigences les plus strictes en termes de caractéristiques et présentant en même temps un certain nombre d'autres avantages que l'on peut souligner :

• Fonctionnement simultané avec un opérateur humain,
• gain de place,
• installation facile,
• haute performance,
• précision,
• fiabilité.

Les robots collaboratifs sont encore nouveaux. Les possibilités de leur application n'ont pas encore été entièrement révélées.Actuellement, les cobots sont les plus largement utilisés dans l'industrie électronique, mais leurs capacités ont également été appliquées avec succès à d'autres industries. Grâce à leur flexibilité et leur facilité d'utilisation, ils trouveront également leur place dans les secteurs de la logistique et des services. Nos recherches montrent que ces domaines non manufacturiers représenteront 21,3 % des ventes de cobots d'ici 2024. Nos sympathiques petits cobots ont le potentiel de croître de manière significative par rapport aux autres types de robots !

— Jan Zhang, PDG d'Interact Analysis

Si un travailleur effectue une tâche répétitive pendant plusieurs heures par jour, il est souvent relativement facile de remplacer un robot collaboratif dans un laps de temps relativement court, grâce à une programmation et une configuration simples et sans toutes les mesures de sécurité requises pour les robots industriels traditionnels.

Pour les mêmes raisons, le robot collaboratif est aussi beaucoup plus abordable (non seulement le coût du robot est moindre, mais aussi le coût d'installation en supprimant le temps nécessaire à la maintenance et à la configuration des équipements de la cellule robotisée) et donc plus facile à justifier financièrement.

Les meilleurs exemples de mise en œuvre réussie de tels robots se trouvent dans des installations de production où plusieurs stations effectuent le même type de processus, par exemple des processus technologiques avec plusieurs machines CNC.

À l'heure actuelle, la création et la mise en œuvre de la robotique devraient être reconnues comme l'un des domaines prioritaires du développement industriel.

Plus d'un millier d'entreprises sont engagées dans le développement et la production de robots industriels. Toutes les grandes entreprises commencent à investir dans des robots industriels.De nouvelles sociétés spécialisées dans ces produits se créent, ainsi que des sociétés intermédiaires pour l'introduction de robots industriels.

Dans tous les pays développés, des associations nationales de robotique industrielle ont été créées et, dans certains pays, les travaux dans ce domaine ont été élevés au rang de programme d'État.

En Russie, l'Association nationale des acteurs du marché de la robotique (NAURR) a été créée, dont le but est de développer le marché de la robotique, d'élargir les relations internationales et de vulgariser la robotique.